甲硫氨酸拯救酶利用独特机制克服了醛糖-酮糖异构化的难题

《Journal of the American Chemical Society》：Methionine Salvage Enzyme Uses a Unique Mechanism to Overcome a Challenging Aldose–Ketose Isomerization

研究揭示MtnA酶通过环打开和C2-C1质子转移催化醛糖与酮糖异构化，动力学同位素效应和溶剂粘度实验表明Cys160参与质子 shuttling，QM/MM计算支持E1消除-希沃特重排机制，提出第三种异构化途径。

　　

历史上，酶催化的醛糖和酮糖之间的互变涉及两种机制，这两种机制都需要底物的醛形式。甲基硫代-d-核糖-1-磷酸（MTR1P）异构酶（MtnA）在蛋氨酸回收途径中起作用，但它面临着一个挑战：其底物难以获得这种形式。MtnA必须催化核糖呋喃环的打开以及C-2和C-1之间的氢转移。在这些位置测量的初级²H和¹³C动力学同位素效应表明，氢转移限制了酶的催化效率（即k_cat/K_M）。通过测量该酶常数的逆动力学溶剂粘度效应和溶剂动力学同位素效应，发现底物结合后蛋白质构象发生了变化，并且Cys160参与了质子在C-2和C-1之间的转移过程，充当了催化基团。量子力学/分子力学（QM/MM）计算结果支持这样的机制：E1消除-互变异构序列最符合这些观察结果，代表了酶催化醛糖-酮糖互变的第三种机制。